JP4052093B2

JP4052093B2 - Control device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP4052093B2
Application number: JP2002320059A
Authority: JP
Inventors: 晴文武藤; 雄一郎井戸
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-11-01
Filing date: 2002-11-01
Publication date: 2008-02-27
Anticipated expiration: 2022-11-01
Also published as: JP2004156449A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の制御装置に関し、詳細には機関スロットル弁の目標開度への駆動開始を遅延させて一定時間経過後の将来のスロットル弁開度を予測し、この予測値に基づいて将来の機関吸入空気量を正確に予測する内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
運転者のアクセルペダル操作量とは独立して開度を制御可能な、いわゆる電子制御スロットル弁を備え、アクセルペダル操作量から定まる目標スロットル弁開度にスロットル弁開度を制御する際に遅れ時間を設けることにより機関吸入空気量を正確に予測する内燃機関の制御装置が知られている。
【０００３】
一般に、内燃機関では機関吸入空気量を実測し、この実測値に基づいて燃料噴射量を算出し、機関空燃比が最適な値になるように制御する、いわゆる空気量先行燃料量追従制御方式が採用されている。これらの機関では機関吸入空気量を正確に検出することが重要となるが、過渡運転等でスロットル弁開度や回転数の変化に伴って機関吸入空気量が変化している状態では、機関吸入空気量を正確に計測することは困難な場合がある。
【０００４】
また、実際に機関の気筒内に吸入された空気量は各気筒の吸気弁閉弁時に確定するため、正確に燃料噴射量を設定するためには気筒吸気弁閉弁時の機関吸入空気量に基づいて燃料噴射量を設定する必要がある。ところが、一般に各気筒の燃料噴射量を算出するタイミングは吸気弁閉弁時より早い時期にある。従って、実際に気筒に吸入された空気量に基づいて正確な燃料噴射量を設定するためには、燃料噴射量算出時点で将来の吸気弁閉弁時点における機関吸入空気量を正確に予測する必要がある。
【０００５】
機関吸入空気量はスロットル弁開度と機関回転数とに応じて変化する。また、過渡運転においては機関回転数の変化速度は相対的にスロットル弁開度の変化速度より遅いため、吸気弁閉弁時のスロットル弁開度を正確に予測できれば、吸気弁閉弁時の機関吸入空気量が予測可能となる。
【０００６】
運転者のアクセルペダル操作とは独立して動作することが可能な電子制御スロットル弁を備えた機関では、スロットル弁の開閉駆動を所定の時間遅延させることにより、将来のスロットル弁開度を正確に予測し、この予測したスロットル弁開度に基づいて将来の機関吸入空気量（気筒吸気弁閉弁時の機関吸入空気量）を正確に推定する、いわゆる位相進み逆演算法が提案されている。
【０００７】
この種の吸入空気量予測を行う内燃機関の制御装置の例としては、例えば特許文献１に開示されたものがある。
特許文献１の装置は、現在のアクセルペダル操作量（踏込み量）に基づいて電子制御スロットル弁の目標開度を設定した後、直ちにスロットル弁を駆動して目標開度に制御する代わりに、一定の遅れ時間経過後にスロットル弁の駆動を開始するようにしている。
【０００８】
一般に電子制御スロットル弁は制御上または機構上動作遅れが伴うため、目標開度が急激に（例えばステップ状に）変化したような場合でも、スロットル弁開度が実際に目標開度に到達するまでにはスロットル弁の動作特性から定まる遅れ時間が生じる。そこで、スロットル弁の動作特性を正確に把握していれば、例えばスロットル弁の目標開度がステップ状に変化したような場合にも、その後実際にスロットル弁が目標開度に到達するまでの各時点におけるスロットル弁開度を算出することが可能である。すなわち、理論的には目標開度がステップ状に変化した時点で、スロットル弁の動作特性に基づいて将来の各時点のスロットル弁開度を予測することが可能となる。
【０００９】
ところが、実際の運転では運転者のアクセルペダル操作量が大きく、目標開度が連続して変化するような場合には、ある時点でスロットル弁動作特性に基づいて将来の各時点のスロットル弁開度を予測しても、予測値には予測時点以後の目標開度の変化は反映されないことになり、スロットル弁開度予測値の精度が低下する問題がある。
【００１０】
特許文献１の装置は、目標開度設定後、実際に目標開度に応じてスロットル弁を駆動する動作を一定の遅延時間（運転者が遅れを体感しない程度の短い時間）だけ遅らせて開始するようにしたことにより、目標開度の変化を完全にスロットル弁開度予測値に反映させることを可能としている。
【００１１】
すなわち、特許文献１の装置では、実際のスロットル弁の動作は目標開度の変化に対して上記遅延時間だけ遅れることになるが、このことは逆に言えば実際にスロットル弁が動作を開始する時点では、目標スロットル弁開度がその後どのように変化するかを完全に知ることができることになる。このため、目標開度の変化をスロットル弁開度の予測値に完全に反映させることが可能となり、実際のスロットル弁開度の変化を正確に予測することが可能となっている。特許文献１の装置では上述の方法により、燃料噴射量算出時点で吸気弁閉弁時におけるスロットル弁開度を正確に予測し、この予測に基づいて吸気弁閉弁時における機関吸入空気量を算出している。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００２−２０１９９８号公報
【特許文献２】
特開平１０−１６９４６９号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１の装置では、アクセルペダルの操作に対して実際のスロットル弁開度変化をわずかな時間だけ遅らせることにより、将来のスロットル弁開度を予測し、この予測値に基づいて将来の時点における機関吸入空気量を算出している。
【００１４】
このため、将来の時点における機関吸入空気量を正確に算出するためには、スロットル弁開度の予測値を精度良く算出する必要がある。
ところが、特許文献１の装置ではスロットル弁開度予測値はアクセルペダルから定まる目標スロットル弁開度と、電子スロットル弁の作動特性とに基づいて、実際のスロットル弁開度とは関係なく計算のみによって求められる。このため、運転条件や電子スロットル装置のばらつき、特性変化などがあるとスロットル弁開度の予測値が実際のスロットル弁開度からのずれを生じる可能性がある。
【００１５】
特許文献１の装置では、これを防止するためにスロットル弁の実際の開度を検出するスロットルセンサを設け、現在から所定時間将来までのスロットル弁開度変化と現在の実スロットル弁開度との和として将来のスロットル弁開度予測値を求めている。
すなわち、特許文献１の装置では、スロットル弁の駆動を遅らせることにより算出した将来の目標スロットル弁開度に基づいて、現在から所定時間将来までのスロットル弁開度の変化量の予測値を算出する。そして、スロットルセンサで実際に検出した現在のスロットル弁開度に上記スロットル弁開度変化量の予測値を加えることにより、所定時間将来のスロットル弁開度を予測している。
【００１６】
ところが、上記のように現在の実スロットル弁開度に計算で求めた予測変化量を加えるようにしていると、予測変化量が微少量であった場合にも予測変化量が現在の実スロットル弁開度に加算されるようになる。ところが、スロットル弁開度変化量の予測値は計算から求められるため、実際の運転ではほとんど運転状態が定常でスロットル弁開度変化がない場合でも計算誤差のため予測変化量がゼロにならない場合がある。このため、実スロットル弁開度に予測変化量を加えてスロットル弁開度の予測値を求めていると誤差の累積が生じてしまい、逆に定常状態でスロットル弁開度の予測値と実際の値との間に定常的なずれが生じる可能性がある。
【００１７】
本発明は上記問題に鑑み、現在から所定時間将来のスロットル弁開度を計算により求める場合に、スロットル弁開度予測値に含まれる誤差を修正し正確に所定時間経過後のスロットル弁開度を予測することを可能とする内燃機関の制御装置を提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、現在のアクセルペダル操作量に基づいて、内燃機関のスロットル弁目標開度を設定し、実際のスロットル弁開度が前記目標開度になるように、予め定めた遅延時間経過後にスロットル弁の駆動を開始することにより、現在から所定時間経過後の将来におけるスロットル弁開度を予測するとともに、該予測スロットル弁開度に基づいて前記所定時間経過後の将来における機関吸入空気量予測値を算出する内燃機関の制御装置において、現在の実際のスロットル弁開度を検出するスロットル開度検出手段と、前記所定時間経過後のスロットル弁開度予測値と前記スロットル弁開度検出手段で検出した現在のスロットル弁開度検出値との相違が予め定めた判定値より小さい場合に、前記スロットル弁開度検出手段で検出した現在のスロットル弁開度検出値に基づいて前記所定時間経過後のスロットル弁開度予測値を補正する補正手段と、を備え、前記補正手段は、前記所定時間経過後のスロットル弁開度予測値と現在のスロットル弁開度検出値との相違が前記判定値より小さい場合には、所定時間経過後のスロットル弁開度予測値として現在のスロットル弁開度検出値を用いる、内燃機関の制御装置が提供される。
【００１９】
すなわち、請求項１の発明ではスロットル弁の駆動開始を予め定めた遅延時間だけ遅らせることにより、現在から所定時間経過後の将来におけるスロットル弁開度予測値を算出している。また、本発明では補正手段が設けられており、算出されたスロットル弁開度予測値とスロットル弁開度検出手段により検出された現在における実際のスロットル弁開度検出値との相違判定値より小さい場合には、検出値に基づいて予測値を補正する操作を行う。
【００２０】
本来、所定時間経過後のスロットル弁開度予測値と現在のスロットル弁開度検出値とは異なる時点のスロットル弁開度であるため、スロットル弁開度が変化しており両者を比較しても予測値算出誤差の正確な補正を行うことはできないはずである。
しかし、所定時間経過後のスロットル弁開度の予測値と現在のスロットル弁開度検出値との相違（例えば差の絶対値）がある小さな範囲内にある場合には、実際には現在から所定時間経過後までの間スロットル弁開度に変化がない、すなわち機関は定常運転中であると考えることができる。従って、この場合には現在から所定時間経過後の実際のスロットル弁開度は現在のスロットル弁開度検出値と同一であると考えることができる。
【００２１】
このため、現在のスロットル弁開度検出値を用いて予測値を補正することが可能となり、予測値の定常状態における微少ずれや、誤差の蓄積が生じることが防止される。
【００２３】
また、請求項１の発明では更に、補正手段はスロットル弁開度予測値と現在のスロットル弁開度検出値との間の相違が所定値より小さい場合には、算出された予測値を現在のスロットル弁開度検出値で置きかえる。これにより、吸入空気量の予測値の算出と、以後のスロットル弁開度予測値の算出とはスロットル弁開度検出手段で検出した現在の実際の値を用いて行われる。
【００２４】
しかし、前述のように、所定時間経過後のスロットル弁開度の予測値と現在のスロットル弁開度検出値との相違が、ある小さな範囲内にある場合には、機関は定常運転中でありスロットル弁開度に変化がないため、現在から所定時間経過後の実際のスロットル弁開度も現在検出したスロットル弁開度と同一であると考えることができる。
【００２５】
従って、この場合には算出された予測値を現在のスロットル弁開度検出値に一致させる補正を行っても、すなわち、予測値として現在のスロットル弁開度検出値を使用するようにしても制御上問題は生じない。また、このように、定常運転状態を利用してスロットル弁開度予測値を実際の検出値に一致させる補正を行うことにより、予測値の定常状態における微少ずれや、誤差の蓄積が生じることが防止される。
【００２６】
請求項２に記載の発明によれば、現在のアクセルペダル操作量に基づいて、内燃機関のスロットル弁目標開度を設定し、実際のスロットル弁開度が前記目標開度になるように、予め定めた遅延時間経過後にスロットル弁の駆動を開始することにより、現在から所定時間経過後の将来におけるスロットル弁開度を予測するとともに、該予測スロットル弁開度に基づいて前記所定時間経過後の将来における機関吸入空気量予測値を算出する内燃機関の制御装置において、
現在の実際のスロットル弁開度を検出するスロットル開度検出手段と、
前記所定時間経過後のスロットル弁開度予測値と前記スロットル弁開度検出手段で検出した現在のスロットル弁開度検出値との相違が予め定めた判定値より小さい場合に、前記スロットル弁開度検出手段で検出した現在のスロットル弁開度検出値に基づいて前記所定時間経過後のスロットル弁開度予測値を補正する補正手段と、を備え、
前記補正手段は、前記所定時間経過後のスロットル弁開度予測値と現在のスロットル弁開度検出値との相違が前記判定値より小さい場合には、補正後のスロットル弁開度予測値が、補正前のスロットル弁開度予測値と現在のスロットル弁開度検出値との間の値になるようにスロットル弁開度予測値を補正する、内燃機関の制御装置が提供される。
【００２７】
すなわち、請求項２の発明では、予測値と現在のスロットル弁開度検出値との相違が判定値より小さい場合には、現在のスロットル弁開度検出値で予測値を置きかえるのではなく、補正後の予測値が補正前の予測値と検出値との間になるように予測値の補正を行う。
【００２８】
単に予測値を現在のスロットル弁開度検出値で置きかえる補正を行うと、補正前後で予測値が急激に変化することになる。この変化量は予測値と検出値との相違が判定値に近いほど大きくなり、算出される機関吸入空気量予測値も急激に変化する場合が生じる。このため、本発明では予測値と検出値との相違が判定値より小さい場合には、予測値を一挙に検出値まで変化させるのではなく、補正後の予測値が補正前の予測値と検出値との間の値になるようにする。これにより、補正実行による予測値の変化幅が低減され補正により予測値が急激に変化することが防止される。
【００２９】
なお、上記判定値より小さい第２の判定値を設け、予測値と検出値との相違が上記判定値以下で、かつ第２の判定値以上である場合には補正後の予測値が補正前の予測値と検出値との間になるように補正し、予測値と検出値との相違が第２の判定値より小さくなった場合には、請求項１と同様に予測値を一挙に検出値まで変化させるようにすることも可能である。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明を自動車用内燃機関に適用した実施形態の概略構成を説明する図である。
【００３１】
図１において１は内燃機関本体、３は機関１の吸気通路、５は吸気通路３に設けられたスロットル弁である。
本実施形態では、スロットル弁５はステッパモータなどのアクチュエータ５ａにより駆動され、運転者のアクセルペダル操作とは独立して開度を設定することができる、いわゆる電子スロットル弁とされている。
【００３２】
また、スロットル弁５近傍にはスロットル弁開度を検出するスロットルセンサ５０が設けられている。
【００３３】
図１に３０で示すのは、機関１の電子制御装置（ＥＣＵ）である。ＥＣＵ３０は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ、ＡＤ変換器等を双方向バスで接続した公知の構成のマイクロコンピュータとされている。ＥＣＵ３０は機関１の燃料噴射制御、点火時期制御などの基本制御を行う他、本実施形態では運転者のアクセルペダル（図示せず）の操作に応じてスロットル弁５を駆動する際に、スロットル弁の駆動を一定時間遅延させることにより、スロットル弁開度の「先読み」を行い、このす先読みしたスロットル弁開度に基づいて位相進み逆演算法により機関の吸気量を予測する制御を行う。
【００３４】
これらの制御のため、ＥＣＵ３０には図示しないそれぞれのセンサから機関１の回転数ＮＥ、アクセル開度（運転者のアクセルペダル操作量）ＡＣなどが入力されている他、スロットルセンサ５０から現在のスロットル弁開度に対応する信号が入力されている。また、ＥＣＵ３０は機関１の燃料噴射弁、点火プラグ（図示せず）に接続され、機関の燃料噴射と点火時期とを制御している他、スロットル弁５のアクチュエータ（ステッパモータ）５ａに接続され、スロットル弁開度を制御している。
【００３５】
次に、本実施形態の機関の燃料噴射量算出について説明する。
本実施形態においては、燃料噴射量（各燃料噴射弁の噴射時間）ＴＡＵは、各気筒の吸入空気量と機関回転数とに基づいて以下の式から算出される。
ＴＡＵ＝（ＫＬ／ＮＥ）×ＫＩＮＪ×α×ＦＡＦ ……（１）
ここで、ＫＬは、機関吸入空気量（流量）、ＮＥは機関回転数を表す。後述するように、各気筒の吸入空気量は気筒吸気弁閉弁時に確定するため、本実施形態ではＫＬは気筒の吸気弁閉弁時における機関吸入空気量を使用する。通常、各気筒の燃料噴射量の算出タイミングは気筒吸気弁閉弁タイミングより早いため、ＴＡＵの算出時にはＫＬの実測値を使用することはできない。このため、本実施形態では後述する吸入空気量の先読み、すなわち位相進み逆演算法により求めた気筒吸気弁閉弁時の吸気量予測値が使用される。
【００３６】
なお、ＫＩＮＪは機関空燃比を目標空燃比（例えば理論空燃比）にするための燃料量を算出するための換算定数、、αは機関の暖機状態や他の運転状態から決定される補正係数、ＦＡＦは機関排気通路に配置した空燃比センサで検出した排気空燃比（すなわち機関の燃焼空燃比）が目標空燃比になるように燃料噴射量をフィードバック制御するための補正係数である。
【００３７】
次に、本実施形態の気筒吸入空気量ＫＬの算出方法について説明する。
気筒の吸入空気量は気筒吸気弁が閉弁するときの吸気管圧力ＰＭと気筒の充填効率ＫＴＰとにより定まる。また、機関が定常状態で運転されている場合（すなわち、機関回転数ＮＥとスロットル弁開度ＴＡが一定に維持されている場合）には、吸気管圧力ＰＭと充填効率ＫＴＰとはスロットル弁開度ＴＡと機関回転数ＮＥとの関数となり、スロットル弁開度ＴＡと機関回転数ＮＥとが定まれば確定する。このため、気筒吸入空気量ＫＬも、機関回転数ＮＥとスロットル弁開度ＴＡとの関数となり、吸気弁閉弁時の吸入空気量ＫＬは吸気弁閉弁時の機関回転数ＮＥとスロットル弁開度ＴＡとから算出することができる。
【００３８】
本実施形態では、予め実際の機関を用いて機関定常運転時に、機関回転数ＮＥとスロットル弁開度ＴＡとの各組合せ条件での機関吸入空気量ＫＬを計測し、この吸入空気量ＫＬの値をＴＡとＮＥとを用いたマップの形でＥＣＵ３０のＲＯＭに格納してある。機関運転中、ＥＣＵ３０はスロットル弁開度ＴＡと機関回転数ＮＥとを用いて、このマップから機関定常運転における機関吸入空気量を算出する。
【００３９】
ところで、前述したように、実際に気筒内に吸入された空気量が確定するのは気筒の吸気弁が閉弁した時点である。このため、本実施形態では燃料噴射タイミング（吸気弁開弁中）における機関回転数ＮＥとスロットル弁開度ＴＡとを用いて吸気弁閉弁時の吸入空気量を予測しこの予測値に基づいて燃料噴射量ＴＡＵの算出操作を行う。以下の説明では、この吸気弁閉弁時の吸気量予測値をＫＬＦＷＤと称する。
【００４０】
以下、ＫＬＦＷＤの算出について説明する。
ＴＡとＮＥとを用いてマップから読み出される、定常運転における吸入空気量をＫＬＴＡとすると、ＫＬＴＡはスロットル弁開度ＴＡまたは機関回転数ＮＥが変化すれば直ちに変化するが、実際の吸入空気量ＫＬはＴＡ、ＮＥが変化しても直ちに変化後の値ＫＬＴＡにはならず、ある遅れ時間を持って変化する。
【００４１】
図２は、ＴＡ、ＮＥ等の変化により吸入空気量のマップ値ＫＬＴＡがステップ状に変化した場合の実際の吸入空気量ＫＬの変化を説明する図である。図２に示すように、ＫＬＴＡがステップ状に変化すると、ＫＬは比較的緩やかに変化して、ある時間経過後に変化後のＫＬＴＡに到達する。このＫＬの挙動はＫＬＴＡの変化に対して一次遅れ応答系で近似することができる。このため、現在の吸入空気量（計算値）をＫＬＣＲＴとすると、ＫＬＣＲＴは過去の吸入空気量と現在のＫＬＴＡとの値から一時遅れ応答モデルを用いて計算することができる。
【００４２】
すなわち、ＫＬＣＲＴは以下の一時遅れ応答式を用いて表すことができる。
ＫＬＣＲＴ＝ＫＬＣＲＴ_i-1＋（ＫＬＴＡ−ＫＬＣＲＴ_i-1）／Ｎ ……（２）
ここでＫＬＣＲＴは現在の吸入空気量（計算値）、ＫＬＣＲＴi-1 は現在より時間Δｔ前の吸入空気量、ＫＬＴＡは現在のスロットル弁開度ＴＡと機関回転数ＮＥとから定まる定常状態における吸入空気量（マップ値）である。
【００４３】
また、Ｎは重み付け係数であり、一次遅れ応答の時定数Ｔと上記Δｔとを用いて、Ｎ＝Ｔ／Δｔとして表される。時定数Ｔはスロットル弁開度ＴＡと機関回転数ＮＥとにより定まる値であり、実際の機関を用いて予め実験によりＴＡとＮＥとの関数として求めることができる。
【００４４】
本実施形態では、機関始動時にＫＬＣＲＴ＝ＫＬＴＡの初期値を用いて上記の（２）式の計算を開始し、以後機関運転中時間Δｔ毎に上記（２）式の計算を繰り返すことにより、機関始動時からの逐次計算の結果として現在の吸入空気量ＫＬＣＲＴが算出される。なお、（２）式から明らかなように、機関定常運転（すなわちＫＬＴＡが一定の状態での運転）がある程度継続するとＫＬＣＲＴの値はＫＬＴＡに一致するようになる。
【００４５】
ところで、上記により算出されるＫＬＣＲＴは現在の吸入空気量の値であるが、前述のように、実際に気筒に吸入される空気量を最も良く反映しているのは各気筒の吸気弁閉弁時の吸入空気量の値であるため、正確に吸入空気量ＫＬを算出するためには吸気弁閉弁時の吸入空気量を用いて計算を行うことが好ましい。一方、吸入空気量の応答を図２に示したように一次遅れ応答系で近似して現在の吸入空気量ＫＬＣＲＴを算出したのであるから、仮にＫＬＴＡが変化後一定に維持されるとすれば同じ一次遅れ応答モデルを用いてさらに（２）式の逐次計算を繰り返すことにより、現在（ＫＬＣＲＴ算出時点）より先の時点の吸入空気量を予測することが可能である。すなわち、ＫＬＣＲＴを算出後、同じＫＬＴＡの値を用いて（２）式の計算を１回実施すれば、現在からΔｔ経過後の吸入空気量が計算され、（２）式の計算を２回繰り返せば２×Δｔ経過後の吸入空気量が計算される。つまり、現在（ＫＬＣＲＴ算出時点）から次にいずれかの気筒の吸気弁が閉弁するまでの時間をＬとすると、算出したＫＬＣＲＴの値を初期値として、現在のＫＬＴＡを用いて（２）式の計算をＬ／Δｔ回繰り返すことにより次にいずれかの気筒が閉弁するときの吸入空気量を計算することができる。
【００４６】
すなわち、何れかの気筒の吸気弁閉弁時の吸入空気量ＫＬＦＷＤは、回転数ＮＥとスロットル弁開度ＴＡとが現在のものから変化しなければ（すなわち空気量計算値ＫＬＴＡが一定であれば）、現在のＮＥとＴＡとを用いて（２）式の逐次計算を行うことにより予測することができる。
【００４７】
ところで、上記逐次計算に使用したＫＬＴＡの値は現在のＴＡとＮＥとに基づくマップ値であるが、ＮＥの値は短時間で大きく変化することはないため現在の回転数を用いて計算を行っても予測精度はそれほど低下しない。しかしＴＡの値は過渡運転時（急加速時、急減速時）などには短時間で大きく変化する場合がある。
【００４８】
このため、ＫＬＦＷＤの予測精度を高めるためには、現在の吸入空気量ＫＬＣＲＴから上記逐次計算によりＫＬＦＷＤを算出する場合には現在の値ＴＡに基づいて空気量計算値ＫＬＴＡを求めるのではなく吸気弁閉弁時のスロットル弁開度ＴＡの値（将来のスロットル弁開度）に基づいてＫＬＴＡを求める必要がある。
【００４９】
そこで、本実施形態では、前述した特開２００２−２０１９９８号で提案された位相進み逆演算法により、吸気弁閉弁時のスロットル弁開度ＴＡを正確に予測するようにしている。
【００５０】
本実施形態では、独立したアクチュエータ５ａを備え、アクセルペダルとは機械的に連結されていない電子制御スロットル弁５が用いられている。ＥＣＵ３０は、一定のタイミングで、アクセルペダル近傍に配置されたアクセル開度センサ（図示せず）からアクセルペダルの踏込み量を読み込み、アクセルペダル踏込み量に応じてスロットル弁目標開度を決定するとともに、アクチュエータ５ａを駆動してスロットル弁５を目標開度に制御する操作を行っている。
【００５１】
しかし、本実施形態ではＥＣＵ３０は更に、現在のアクセル開度に基づいてスロットル弁の目標開度ＴＡＧを設定後、ある遅れ時間Ｄだけ算出した目標開度の出力を遅延させ、遅れ時間Ｄ経過後にアクチュエータ５ａに目標開度ＴＡＧを出力するスロットル弁の遅延駆動を行い、アクセルペダルの操作に対する実際のスロットル弁の動きを時間Ｄだけ遅らせるようにしている。
【００５２】
以下、時間Ｄだけスロットル弁の作動を遅延させる理由について説明する。
図３（Ａ）は、スロットル弁目標開度ＴＡＧと実際のスロットル弁の開度変化との関係を示す図である。スロットル弁目標開度ＴＡＧは、運転者のアクセルペダル踏込み量（アクセル開度）ＡＣが急激に変化した場合にも、それに追従してアクセル開度変化と略同時に変化するように設定される。しかし、実際のスロットル弁開度はアクチュエータ５ａの作動遅れや制御遅れなどにより、目標開度ＴＡＧに対して一定の特性の遅れを持って変化する。
【００５３】
すなわち、図３（Ａ）実線に示すように目標開度ＴＡＧ（またはアクセル開度ＡＣ）が急激に変化した場合にも、実際のスロットル弁開度ＴＡは点線に示すようにＴＡＧの変化に対してほぼ一次遅れで近似できる変化をする。スロットル弁の作動特性は既知であるため、例えば、図３（Ａ）のように時点ｔ₀で目標開度がステップ状に変化してその後変化がないときには現在から時間Ｌ経過後の実際のスロットル弁開度は式（２）で示したと同様な一次遅れ近似により、例えば以下の逐次計算を行うことにより正確に予測できる。
【００５４】
ＴＡ＝ＴＡ_i-1＋（ＴＡＧ−ＴＡ_i-1）／Ｎ ……（３）
ここでＴＡは現在のスロットル弁開度、ＴＡ_i-1は現在より時間Δｔ前のスロットル弁開度、ＴＡＧは現在のアクセル開度から定まるスロットル弁開度目標値である。また、Ｎは（２）式の場合と同様な重み付け係数であり、電子スロットル装置の作動特性により定まる一次遅れ応答の時定数ＴとΔｔとを用いて、Ｎ＝Ｔ／Δｔとして表される。
【００５５】
上記（３）式を用いることにより、仮に目標開度が時点ｔ₀においてステップ状に変化してその後一定に維持されているのであれば、所定時間Ｌ経過後のスロットル弁開度ＴＡは正確に求めることができる。
しかし、目標開度ＴＡＧの変化は実際にはステップ状ではなく、時点ｔ₀の後も目標開度ＴＡＧは変化を続ける。このため、時点ｔ₀における目標開度ＴＡＧに基づいて時間Ｌ経過後のスロットル弁開度を予測したのでは、時間Ｌ経過までの目標開度ＴＡＧの変化が全く予測に反映されず、特に目標開度ＴＡが急激に変化するような場合にはスロットル弁開度の予測精度が大幅に低下する問題が生じる。
【００５６】
そこで、本実施形態ではスロットル弁の作動を故意に時間Ｄだけ遅らせることにより、スロットル弁開度の予測精度を向上させている。図３（Ｂ）は図３（Ａ）に対して、スロットル弁の作動を時間Ｄだけ遅らせた場合を示す図である。今アクセル開度ＡＣが時点ｔ_iで変化を開始したとすると、アクセル開度ＡＣの変化に対応した目標開度ＴＡＧがスロットル弁のアクチュエータに入力され、スロットル弁が作動を開始するのは時点ｔ_iから時間Ｄが経過した時点（図３（Ｂ）ｔ₀）になる。この時点ｔ₀では、時点ｔ_i以後時点ｔ₀までの目標開度ＴＡＧはすでに設定されており既知となっている。このことは、すなわち、時点ｔ₀を基準にして考えると、時点ｔ₀から時間Ｄだけ将来まで（図３（Ｂ）、時点ｔ₁まで）の目標開度ＴＡＧの変化が時点ｔ₀において判明していることになる。このため、時点ｔ₀から時点ｔ₁までの間のスロットル弁開度は、スロットル弁の作動特性と目標開度ＴＡＧの変化に基づいて正確に予測可能となる。
【００５７】
このため、ある気筒の閉弁時期が時点ｔ₀から時間Ｄ内にある場合（すなわち、図３（Ｂ）の時点ｔ₁ より前の場合）には気筒閉弁時期におけるスロットル弁開度は略完全な精度で予測することができる。また、気筒の閉弁時期が時点ｔ₁より後になる場合には、時点ｔ₁を出発点として前述のＫＬＣＲＴで用いたのと同様の逐次計算を行うことにより、吸気弁閉弁時のスロットル弁開度を極めて高精度に予測することが可能となる。
【００５８】
なお、遅れ時間は運転者がスロットル弁の作動遅れを体感しないような短い時間（例えば２０〜１００ミリ秒程度）に設定されるため、スロットル弁の作動を遅延させることにより運転上の問題は生じない。
本実施形態では、上記により次の気筒の吸気弁閉弁時までのスロットル弁開度ＴＡ変化を正確に予測し、この予測値と現在の回転数ＮＥとからマップを用いて吸入空気量の計算値ＫＬＴＡを求める。そして、更にこのＫＬＴＡとＫＣＲＴとを用いて気筒閉弁時まで前述の（２）式の逐次計算を行うことにより、吸気弁閉弁時の吸入空気量ＫＬＦＷＤを予測している。
【００５９】
上述のように、本実施形態では各時点におけるスロットル弁目標開度ＴＡＧを常に先読みすることにより、現在から所定時間経過後の（すなわちいずれかの気筒の吸気弁閉弁時の）スロットル弁開度ＴＡを算出し、このスロットル弁開度ＴＡに基づいて機関吸入空気量を算出している。
【００６０】
しかし、ここで求められる吸気弁閉弁時のスロットル弁開度ＴＡは機関始動時からの逐次計算により求められた値であり誤差を含んでいる可能性がある。そこで、以下に説明する実施形態ではスロットル弁５近傍に設けたスロットルセンサ５０により検出した現在の実際のスロットル弁開度ＴＡＳを用いてスロットル弁開度予測値ＴＡＥＳＴ（以下、予測値であることを明示するため、吸気弁閉弁時のスロットル弁開度予測値をＴＡＥＳＴと呼ぶ）を補正することにより計算誤差を排除している。
【００６１】
１．第１の実施形態
本実施形態では、機関運転中に算出されたスロットル弁開度予測値ＴＡＥＳＴと、スロットルセンサ５０で検出した現在の実スロットル弁開度ＴＡＳとを比較し、両者の相違（差の絶対値）｜ＴＡＥＳＴ−ＴＡＳ｜が予め定めた判定値βより小さい場合には、ＴＡＥＳＴの値をＴＡＳに変更する補正を行う。判定値βは、比較的小さい正の一定値とされる。
【００６２】
ここで、予測値ＴＡＥＳＴは計算により求めた、現在から所定時間将来の吸気弁閉弁時のスロットル弁開度である。また、検出値ＴＡＳはスロットルセンサ５０で検出した現在のスロットル弁開度であり、ＴＡＥＳＴとは異なる時点におけるスロットル弁開度を表す。このため、本来は予測値ＴＡＥＳＴと現在の検出値ＴＡＳとの間に大きな相違があったとしても異常ではない。
【００６３】
しかし、逆に将来のスロットル弁開度予測値ＴＡＥＳＴと現在のスロットル弁開度検出値ＴＡＳとの間に微少な差しかない場合には、現在機関が定常運転されていてスロットル弁開度が所定時間後まで一定に保持されていると考えられる。
すなわち、この場合にはＴＡＥＳＴとＴＡＳとの差はＴＡＥＳＴの計算誤差によるものと考えてもよい。そこで、本実施形態ではこの場合には計算値の代わりに現在のスロットル弁開度検出値を吸気弁閉弁時の予測スロットル弁開度ＴＡＥＳＴとして用いて、吸気弁閉弁時の吸入空気量予測値を算出する。
【００６４】
ここで、判定値βの値はスロットル弁開度変化による吸入空気量変化が無視できる程度に小さいスロットル弁の開度変化に相当する値である。
例えば、予測値ＴＡＥＳＴは計算値であるため計算上最下位ビット（ＬＳＢ）の処理による誤差が含まれる。また、予測値ＴＡＥＳＴは前述の（３）式を用いた逐次計算により求められるため、これらの誤差の累積によりＴＡＥＳＴの誤差が増大する可能性がある。しかし、本実施形態では機関の定常運転を利用することにより、現在におけるスロットル弁開度の検出値に基づいて計算により求められたスロットル弁開度予測値を補正することが可能となるため、誤差の累積によるスロットル弁開度予測値の真値からのずれが生じることが防止される。
【００６５】
図４は、本実施形態の上記補正操作を説明するフローチャートである。本操作は、ＥＣＵ３０により一定時間間隔で実行される。
図４において、操作がスタートすると、ステップ４０１ではスロットルセンサ５０から現在の実際のスロットル弁開度ＴＡＳが、ステップ４０３では吸気弁閉弁時のスロットル弁開度予測値ＴＡＥＳＴが、それぞれ読み込まれる。
【００６６】
そして、ステップ４０５ではＴＡＳとＴＡＥＳＴとの偏差が所定の判定値βより小さいか否かが判定される。
ステップ４０５で｜ＴＡＥＳＴ−ＴＡＳ｜＜βであった場合には、偏差は微少であり機関が定常運転されており現在から次の吸気弁閉弁時までにスロットル弁開度の変化がないと考えられる。このため、この場合にはステップ４０７に進みＴＡＥＳＴの値をＴＡＳに置換する補正が行われる。これにより、吸気弁閉弁時の予測吸気量の算出と次回以降のスロットル弁開度予測値の逐次計算には補正後のＴＡＥＳＴの値（＝ＴＡＳ）が使用されることになるが、前述したようにβはＴＡＥＳＴとＴＡＳとを置換しても吸気量にほとんど差が生じない小さな値に設定されているため、制御上問題は生じない。
【００６７】
一方、ステップ４０５で｜ＴＡＥＳＴ−ＴＡＳ｜≧βであった場合には、現在機関が過渡状態で運転されており、現在から吸気弁閉弁時までのスロットル弁開度変化が大きいため、補正は行わずＴＡＥＳＴの値はそのままに維持される。
上述のように、図４の補正操作を行うことにより機関が定常状態で運転される毎にスロットル弁開度の予測値の含む誤差が修正され、正確にスロットル弁開度の予測を行うことが可能となる。
【００６８】
（２）第２の実施形態
次に本発明の第２の実施形態について説明する。
本実施形態においても、第２の実施形態と同様に機関の定常運転を利用して予測値の補正を行う。第２の実施形態では予測値と検出値との間の偏差が判定値以下である場合には、予測値ＴＡＥＳＴの値を検出値ＴＡＳに置きかえることにより補正を行っていた。前述したように、第２の実施形態における判定値は、ＴＡＥＳＴをＴＡＳに置きかえても吸入空気量にほとんど差が生じない値に設定されている。しかし、その場合であってもスロットル弁開度の予測値はＴＡＳＥＳＴからＴＡＳに急激に変化することになり、わずかながら吸入空気量にステップ状の急激な変化が生じる。
【００６９】
また、判定値βは微少な値に設定されているため、例えば計算により求められるＴＡＥＳＴの値の最下位ビット（ＬＳＢ）の処理、或いはスロットルセンサ５０で検出したＴＡＳの値をＡＤ変換する際の解像度などにより、ＴＡＥＳＴとＴＡＳとの間にβより小さい偏差が生じる場合がある。このような場合に、一律にＴＡＥＳＴの値をＴＡＳに置き換えていると、吸入空気量予測値のステップ状変化が繰り返されることとなり好ましくない。
【００７０】
そこで、本実施形態ではＴＡＥＳＴとＴＡＳとの差が前述の判定値βより小さく、第２の判定値より大きい場合には、補正後のＴＡＥＳＴの値が補正前のＴＡＥＳＴとＴＡＳとの間の値になるようにＴＡＥＳＴの値を補正するようにしている。これにより、補正を実施する場合にもスロットル弁開度の予測値ＴＡＥＳＴの変化を小さく抑えつつ計算値ＴＡＥＳＴに含まれる誤差を補正することが可能となる。
【００７１】
図５は、本実施形態の補正操作を説明するフローチャートである。本操作はＥＣＵ３０により一定時間毎に実行されるルーチンとして行われる。
図５の操作では、図４の操作と同様にスロットルセンサ５０で検出した現在の実際のスロットル弁開度ＴＡＳと、吸気弁閉弁時のスロットル弁開度予測値ＴＡＥＳＴとが、それぞれ読み込まれ（ステップ５０１、５０３）、ステップ５０５では、ＴＡＥＳＴとＴＡＳとの偏差の絶対値｜ＴＡＥＳＴ−ＴＡＳ｜が前述の判定値βより小さいか否かが判定される。
【００７２】
ステップ５０５で｜ＴＡＥＳＴ−ＴＡＳ｜＜βであった場合には、現在機関が定常運転されており、スロットル弁開度が一定に維持されていると考えられるためステップ５０７と５０９で予測値ＴＡＥＳＴの補正を行う。
本実施形態では、ステップ５０７では、ＴＡＥＳＴ−ＴＡＳの値に応じて補正量δが予め定めた関係に基づいて設定され、ステップ５０９ではＴＡＥＳＴの値がＴＡＳ＋δに修正される点が図４の実施形態と相違している。
【００７３】
図６は、補正量δとＴＡＥＳＴ−ＴＡＳ＝φとの関係を示す図である。
図６に示すように、δの値はφ＝±βのときにそれぞれ±β、φ＝±γのときに０となり、φ＝γ〜β、または−γ〜−βの範囲では直線的に変化し｜φ｜≦γの領域ではδは０になる。γはβより小さい正の値の第２の判定値である。
図７は、図６の補正量δを使用して補正した場合の補正後のＴＡＥＳＴと補正前のＴＡＥＳＴとの値を示す図であり、横軸は補正前のＴＡＥＳＴを、縦軸は補正後のＴＡＥＳＴ（＝ＴＡＳ＋δ）の値を、それぞれ示している。
【００７４】
図７に示すように、補正前ＴＡＥＳＴ（横軸）の値がＴＡＥＳＴ＝ＴＡＳ±βの時にはＴＡＥＳＴは補正されず（ＴＡＥＳＴ＝ＴＡＳ＋β）、補正前後で同一の値に保持されるが、ＴＡＥＳＴの値が、γ＜｜ＴＡＥＳＴ−ＴＡＳ｜＜βの範囲では、｜ＴＡＥＳＴ−ＴＡＳ｜の値がγに近づくほど、補正後のＴＡＥＳＴの値は補正前のＴＡＥＳＴの値よりＴＡＳの値に近づくようになり、ＴＡＳ−γ≦ＴＡＥＳＴ≦ＴＡＳ＋γの範囲では、ＴＡＥＳＴの値はＴＡＳに一致するようになる。
【００７５】
図７に示すように、本実施形態では｜ＴＡＥＳＴ−ＴＡＳ｜の値が比較的大きいβ近傍である場合にも補正前後のＴＡＥＳＴの値の変化は小さくなり、補正による吸入空気量予測値の変化が極めて緩やかになる。なお、｜ＴＡＥＳＴ−ＴＡＳ｜≦γの領域では、ＴＡＥＳＴの値は補正前後で最大γだけ変化することになるが、第２の判定値γはβより更に小さい値であるため補正による吸入空気量予測値の変化は極めて小さくなる。
【００７６】
なお、本実施形態では上記のように｜ＴＡＥＳＴ−ＴＡＳ｜≦γではＴＡＥＳＴを一挙にＴＡＳに変化させる補正を行っているが、図６、図７に点線で示したようにγの値をγ≒０に設定して偏差がほぼゼロになるまで常に補正後のＴＡＥＳＴの値が補正前のＴＡＥＳＴとＴＡＳとの間になるようにすることも可能である。
【００７７】
上述のように、本実施形態によれば、スロットル弁開度の予測値の含む誤差を修正する際に、スロットル弁開度予測値の急激な変化が生じることを防止しながら誤差を修正することが可能となる。
【００７８】
【発明の効果】
各請求項に記載の発明によれば、現在から所定時間将来のスロットル弁開度を計算により求める場合に、スロットル弁開度予測値に含まれる誤差を修正し正確に所定時間経過後のスロットル弁開度を予測することを可能とする効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を自動車用内燃機関に適用した場合の実施形態の概略構成を示す図である。
【図２】本実施形態の吸入空気量予測方法を説明する図である。
【図３】本実施形態の吸入空気量予測方法を説明する図である。
【図４】スロットル弁開度予測値の補正方法の一例を説明するフローチャートである。
【図５】スロットル弁開度開度予測値の補正方法の別の例を説明するフローチャートである。
【図６】図５で用いる補正量を説明する図である。
【図７】スロットル弁開度予測値の、図５の方法による補正前後の変化を示す図である。
【符号の説明】
１…内燃機関本体
３…吸気通路
５…スロットル弁
５ａ…アクチュエータ
３０…電子制御ユニット（ＥＣＵ）
５０…スロットルセンサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and more specifically, predicts a future throttle valve opening after a predetermined time has elapsed by delaying the start of driving of the engine throttle valve to a target opening, and based on this predicted value The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that accurately predicts a future engine intake air amount.
[0002]
[Prior art]
There is a so-called electronically controlled throttle valve that can control the opening independently of the driver's accelerator pedal operation amount, and the delay time when controlling the throttle valve opening to the target throttle valve opening determined from the accelerator pedal operation amount There is known a control device for an internal combustion engine that accurately predicts the engine intake air amount by providing the engine.
[0003]
In general, an internal combustion engine measures the engine intake air amount, calculates the fuel injection amount based on the actually measured value, and controls so that the engine air-fuel ratio becomes an optimum value. It has been adopted. In these engines, it is important to accurately detect the engine intake air amount. However, when the engine intake air amount changes with changes in the throttle valve opening and rotation speed during transient operation, etc. It may be difficult to accurately measure the amount of air.
[0004]
In addition, since the amount of air actually taken into the cylinders of the engine is determined when the intake valve of each cylinder is closed, in order to accurately set the fuel injection amount, the amount of engine intake air when the cylinder intake valve is closed is used. It is necessary to set the fuel injection amount based on this. However, the timing for calculating the fuel injection amount of each cylinder is generally earlier than when the intake valve is closed. Therefore, in order to set an accurate fuel injection amount based on the air amount actually sucked into the cylinder, it is necessary to accurately predict the engine intake air amount at the time when the intake valve is closed in the future when the fuel injection amount is calculated. There is.
[0005]
The engine intake air amount changes according to the throttle valve opening and the engine speed. In transient operation, the change speed of the engine speed is relatively slower than the change speed of the throttle valve opening. Therefore, if the throttle valve opening when the intake valve is closed can be accurately predicted, the engine when the intake valve is closed The amount of intake air can be predicted.
[0006]
In an engine equipped with an electronically controlled throttle valve that can operate independently of the driver's accelerator pedal operation, the throttle valve opening and closing drive is delayed for a predetermined time, so that the future throttle valve opening can be accurately determined. A so-called phase advance inverse calculation method has been proposed that predicts and accurately estimates the future engine intake air amount (engine intake air amount when the cylinder intake valve is closed) based on the predicted throttle valve opening.
[0007]
An example of a control device for an internal combustion engine that performs this kind of intake air amount prediction is disclosed in Patent Document 1, for example.
The device of Patent Document 1 sets a target opening of an electronically controlled throttle valve based on the current accelerator pedal operation amount (depression amount), and then immediately drives the throttle valve to control to the target opening. The drive of the throttle valve is started after elapse of the delay time.
[0008]
In general, since electronically controlled throttle valves are delayed in control or mechanism, even when the target opening changes suddenly (for example, stepwise), the throttle valve opening until the target opening is actually reached. In this case, a delay time determined from the operating characteristics of the throttle valve is generated. Therefore, if the operating characteristics of the throttle valve are accurately grasped, for example, even when the target opening of the throttle valve changes stepwise, each time until the throttle valve actually reaches the target opening after that. It is possible to calculate the throttle valve opening at the time. That is, theoretically, when the target opening degree changes stepwise, it becomes possible to predict the throttle valve opening degree at each future time point based on the operating characteristics of the throttle valve.
[0009]
However, in actual driving, when the driver's accelerator pedal operation amount is large and the target opening continuously changes, the throttle valve opening at each future time based on the throttle valve operating characteristics at a certain time. However, the predicted value does not reflect the change in the target opening after the prediction time, and there is a problem that the accuracy of the predicted throttle valve opening is lowered.
[0010]
After the target opening is set, the device of Patent Document 1 starts the operation of actually driving the throttle valve in accordance with the target opening by delaying by a certain delay time (a short time that the driver does not experience the delay). By doing so, it is possible to reflect the change in the target opening completely in the predicted throttle valve opening.
[0011]
That is, in the device of Patent Document 1, the actual operation of the throttle valve is delayed by the delay time with respect to the change in the target opening, but conversely speaking, the throttle valve actually starts to operate. At that time, it is possible to know completely how the target throttle valve opening changes thereafter. For this reason, the change in the target opening can be completely reflected in the predicted value of the throttle valve opening, and the actual change in the throttle valve opening can be accurately predicted. With the above-described method, the device of Patent Document 1 accurately predicts the throttle valve opening when the intake valve is closed at the time of calculating the fuel injection amount, and calculates the engine intake air amount when the intake valve is closed based on this prediction. is doing.
[0012]
[Patent Document 1]
JP 2002-201998 A
[Patent Document 2]
JP-A-10-169469
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
In the apparatus of Patent Document 1, a future throttle valve opening is predicted by delaying a change in the actual throttle valve opening by a slight time with respect to the operation of the accelerator pedal, and at a future time point based on this predicted value. The engine intake air amount is calculated.
[0014]
Therefore, in order to accurately calculate the engine intake air amount at a future time, it is necessary to accurately calculate the predicted value of the throttle valve opening.
However, in the device of Patent Document 1, the predicted throttle valve opening is calculated only based on the target throttle valve opening determined from the accelerator pedal and the operating characteristics of the electronic throttle valve, regardless of the actual throttle valve opening. Desired. For this reason, if there are variations in operating conditions, electronic throttle devices, characteristic changes, etc., the predicted value of the throttle valve opening may deviate from the actual throttle valve opening.
[0015]
In order to prevent this, the device of Patent Document 1 is provided with a throttle sensor that detects the actual opening of the throttle valve, and the change in the throttle valve opening from the present to the future for a predetermined time and the current actual throttle valve opening. The estimated value of the future throttle valve opening is calculated as the sum.
That is, in the apparatus of Patent Document 1, a predicted value of the amount of change in the throttle valve opening from the present to the future for a predetermined time is calculated based on the future target throttle valve opening calculated by delaying the drive of the throttle valve. . Then, by adding the predicted value of the change amount of the throttle valve opening to the current throttle valve opening actually detected by the throttle sensor, the future throttle valve opening is predicted for a predetermined time.
[0016]
However, if the predicted change amount obtained by calculation is added to the current actual throttle valve opening as described above, even if the predicted change amount is very small, the predicted change amount is It will be added to the opening. However, since the predicted value of the change amount of the throttle valve opening is obtained from the calculation, the predicted change amount may not become zero due to a calculation error even when the operation state is almost steady and there is no change in the throttle valve opening degree in actual operation. is there. For this reason, when a predicted change value is obtained by adding a predicted change amount to the actual throttle valve opening, an error is accumulated, and conversely, the predicted value of the throttle valve opening and the actual There may be a steady deviation between the values.
[0017]
In view of the above problems, the present invention corrects an error included in the predicted throttle valve opening when calculating a future throttle valve opening for a predetermined time from the present, and accurately determines the throttle valve opening after a predetermined time has elapsed. An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can be predicted.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
  According to the first aspect of the present invention, the target throttle valve opening of the internal combustion engine is set based on the current accelerator pedal operation amount, and the actual throttle valve opening is set to the target opening in advance. By starting driving the throttle valve after a predetermined delay time has elapsed, the future throttle valve opening after a predetermined time has elapsed from the present time is predicted, and the future after the predetermined time has elapsed based on the predicted throttle valve opening In the control apparatus for an internal combustion engine that calculates the engine intake air amount prediction value in the engine, the throttle opening detection means for detecting the current actual throttle valve opening, the throttle valve opening prediction value after the lapse of the predetermined time, and the throttle When the difference from the current throttle valve opening detection value detected by the valve opening detection means is smaller than a predetermined determination value, the throttle valve opening detection means And a correcting means for correcting the throttle valve opening prediction value after lapse of the predetermined time based on the current throttle valve opening detection value issuedThe correction means predicts the throttle valve opening after a predetermined time if the difference between the predicted throttle valve opening after the predetermined time elapses and the current detected throttle valve opening is smaller than the determination value. Control device for internal combustion engine using current throttle valve opening detection value as valueIs provided.
[0019]
That is, in the first aspect of the invention, the throttle valve opening predicted value in the future after a predetermined time has elapsed from the present time is calculated by delaying the start of driving of the throttle valve by a predetermined delay time. Further, in the present invention, a correction means is provided, which is smaller than a difference determination value between the calculated throttle valve opening predicted value and the current actual throttle valve opening detection value detected by the throttle valve opening detection means. In this case, an operation for correcting the predicted value based on the detected value is performed.
[0020]
Originally, the predicted value of the throttle valve opening after the lapse of a predetermined time and the current detected value of the throttle valve opening are the throttle valve opening at a different time point. It should not be possible to correct the predicted value calculation error accurately.
However, if the difference between the predicted value of the throttle valve opening after the lapse of a predetermined time and the current detected value of the throttle valve opening (for example, the absolute value of the difference) is within a small range, the predetermined value is actually determined from the present. It can be considered that the throttle valve opening does not change until the time has elapsed, that is, the engine is in steady operation. Therefore, in this case, it can be considered that the actual throttle valve opening after the elapse of a predetermined time from the present is the same as the current detected value of the throttle valve opening.
[0021]
For this reason, it is possible to correct the predicted value using the current detected value of the throttle valve opening, and it is possible to prevent a slight deviation of the predicted value in a steady state and accumulation of errors.
[0023]
  In the invention of claim 1, furtherThe correction means replaces the calculated predicted value with the current detected throttle valve opening value when the difference between the predicted throttle valve opening value and the current detected throttle valve opening value is smaller than a predetermined value. As a result, the calculation of the predicted value of the intake air amount and the subsequent calculation of the predicted value of the throttle valve opening are performed using the current actual value detected by the throttle valve opening detection means.
[0024]
However, as described above, when the difference between the predicted value of the throttle valve opening after the lapse of the predetermined time and the current detected value of the throttle valve opening is within a small range, the engine is in steady operation. Since there is no change in the throttle valve opening, it can be considered that the actual throttle valve opening after the elapse of a predetermined time from the present time is the same as the currently detected throttle valve opening.
[0025]
Therefore, in this case, control is performed even if correction is performed so that the calculated predicted value matches the current throttle valve opening detection value, that is, the current throttle valve opening detection value is used as the prediction value. There is no problem. In addition, in this way, by performing the correction to match the predicted throttle valve opening value with the actual detection value using the steady operation state, a slight deviation of the predicted value in the steady state and accumulation of errors may occur. Is prevented.
[0026]
  According to the second aspect of the present invention, the throttle valve target opening of the internal combustion engine is set based on the current accelerator pedal operation amount, and the actual throttle valve opening is set to the target opening in advance. By starting driving the throttle valve after a predetermined delay time has elapsed, the future throttle valve opening after a predetermined time has elapsed from the present time is predicted, and the future after the predetermined time has elapsed based on the predicted throttle valve opening In the control device for an internal combustion engine that calculates the engine intake air amount prediction value at
  Throttle opening detection means for detecting the current actual throttle valve opening;
When the difference between the predicted throttle valve opening after the predetermined time has elapsed and the current throttle valve opening detection value detected by the throttle valve opening detection means is smaller than a predetermined determination value, the throttle valve opening Correcting means for correcting the predicted throttle valve opening after the predetermined time based on the current detected throttle valve opening detected by the detecting means;
  The correction means includesSaidIf the difference between the predicted value of the throttle valve opening after the lapse of a predetermined time and the current detected value of the throttle valve opening is smaller than the determination value, the corrected throttle valve opening predicted value is the throttle valve opening before correction. Correct the throttle valve opening predicted value so that it is between the predicted value and the current throttle valve opening detection value, Control device for internal combustion engineIs provided.
[0027]
  That is,Claim 2In this invention, when the difference between the predicted value and the current throttle valve opening detection value is smaller than the determination value, the predicted value after correction is not replaced by the current throttle valve opening detection value. The predicted value is corrected so that it is between the predicted value before correction and the detected value.
[0028]
If the correction is simply performed by replacing the predicted value with the current detected value of the throttle valve opening, the predicted value changes abruptly before and after the correction. The amount of change increases as the difference between the predicted value and the detected value is closer to the determination value, and the calculated engine intake air amount predicted value may also change abruptly. For this reason, in the present invention, when the difference between the predicted value and the detected value is smaller than the determination value, the predicted value is not changed to the detected value all at once, but the corrected predicted value is detected from the uncorrected predicted value and the detected value. Try to be between values. As a result, the variation range of the predicted value due to the correction execution is reduced, and the predicted value is prevented from changing suddenly due to the correction.
[0029]
  A second determination value smaller than the determination value is provided, and when the difference between the predicted value and the detected value is equal to or less than the determination value and equal to or greater than the second determination value, the corrected predicted value is the value before correction When the difference between the predicted value and the detected value is smaller than the second determination value,Claim 1Similarly to the above, it is possible to change the predicted value to the detected value all at once.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an embodiment in which the present invention is applied to an automobile internal combustion engine.
[0031]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an internal combustion engine body, 3 denotes an intake passage of the engine 1, and 5 denotes a throttle valve provided in the intake passage 3.
In this embodiment, the throttle valve 5 is a so-called electronic throttle valve that is driven by an actuator 5a such as a stepper motor and can set the opening degree independently of the driver's accelerator pedal operation.
[0032]
A throttle sensor 50 for detecting the throttle valve opening is provided in the vicinity of the throttle valve 5.
[0033]
An electronic control unit (ECU) of the engine 1 is indicated by 30 in FIG. The ECU 30 is a microcomputer having a known configuration in which a ROM, a RAM, a CPU, an AD converter, and the like are connected by a bidirectional bus. The ECU 30 performs basic control such as fuel injection control and ignition timing control of the engine 1, and in this embodiment, when the throttle valve 5 is driven in accordance with the operation of the accelerator pedal (not shown) by the driver, Is delayed for a certain period of time to perform “prefetching” of the throttle valve opening, and based on this prefetched throttle valve opening, control is performed to predict the intake amount of the engine by a phase advance inverse calculation method.
[0034]
For these controls, the ECU 30 is input with the rotational speed NE of the engine 1 and the accelerator opening (amount of accelerator pedal operation by the driver) AC from each sensor (not shown). A signal corresponding to the valve opening is input. The ECU 30 is connected to a fuel injection valve and an ignition plug (not shown) of the engine 1 to control the fuel injection and ignition timing of the engine, and is connected to an actuator (stepper motor) 5a of the throttle valve 5. The throttle valve opening is controlled.
[0035]
Next, calculation of the fuel injection amount of the engine of this embodiment will be described.
In the present embodiment, the fuel injection amount (injection time of each fuel injection valve) TAU is calculated from the following equation based on the intake air amount and engine speed of each cylinder.
TAU = (KL / NE) × KINJ × α × FAF (1)
Here, KL represents the engine intake air amount (flow rate), and NE represents the engine speed. As will be described later, since the intake air amount of each cylinder is determined when the cylinder intake valve is closed, in this embodiment, KL uses the engine intake air amount when the cylinder intake valve is closed. Normally, the fuel injection amount calculation timing of each cylinder is earlier than the cylinder intake valve closing timing, and therefore the measured value of KL cannot be used when calculating TAU. For this reason, in the present embodiment, a pre-reading of the intake air amount, which will be described later, that is, a predicted intake amount when the cylinder intake valve is closed, which is obtained by a phase advance inverse calculation method, is used.
[0036]
KINJ is a conversion constant for calculating the amount of fuel for setting the engine air-fuel ratio to the target air-fuel ratio (for example, the theoretical air-fuel ratio), and α is a correction coefficient determined from the engine warm-up state and other operating states. , FAF is a correction coefficient for feedback control of the fuel injection amount so that the exhaust air-fuel ratio (that is, the combustion air-fuel ratio of the engine) detected by the air-fuel ratio sensor disposed in the engine exhaust passage becomes the target air-fuel ratio.
[0037]
Next, a method for calculating the cylinder intake air amount KL according to the present embodiment will be described.
The intake air amount of the cylinder is determined by the intake pipe pressure PM when the cylinder intake valve is closed and the cylinder charging efficiency KTP. Further, when the engine is operating in a steady state (that is, when the engine speed NE and the throttle valve opening TA are maintained constant), the intake pipe pressure PM and the charging efficiency KTP are determined by the throttle valve opening. It becomes a function of the degree TA and the engine speed NE, and is determined if the throttle valve opening degree TA and the engine speed NE are determined. Therefore, the cylinder intake air amount KL is also a function of the engine speed NE and the throttle valve opening TA, and the intake air amount KL when the intake valve is closed is equal to the engine speed NE when the intake valve is closed and the throttle valve opening. It can be calculated from the degree TA.
[0038]
In the present embodiment, the engine intake air amount KL is measured in each combination condition of the engine speed NE and the throttle valve opening TA during the steady engine operation using an actual engine in advance, and the value of this intake air amount KL is measured. Are stored in the ROM of the ECU 30 in the form of a map using TA and NE. During the engine operation, the ECU 30 calculates the engine intake air amount in the engine steady operation from this map using the throttle valve opening degree TA and the engine speed NE.
[0039]
As described above, the amount of air actually sucked into the cylinder is determined when the intake valve of the cylinder is closed. For this reason, in the present embodiment, the intake air amount when the intake valve is closed is predicted using the engine speed NE and the throttle valve opening TA at the fuel injection timing (while the intake valve is open), and based on this predicted value. Calculation operation of the fuel injection amount TAU is performed. In the following description, the predicted intake air amount when the intake valve is closed is referred to as KLFWD.
[0040]
Hereinafter, calculation of KLFWD will be described.
If the intake air amount in steady operation read from the map using TA and NE is KLTA, KLTA changes immediately if the throttle valve opening TA or the engine speed NE changes, but the actual intake air amount KL Even if TA and NE change, it does not immediately become the value KLTA after the change, but changes with a certain delay time.
[0041]
FIG. 2 is a diagram for explaining the actual change of the intake air amount KL when the map value KLTA of the intake air amount changes stepwise due to changes in TA, NE, and the like. As shown in FIG. 2, when KLTA changes stepwise, KL changes relatively slowly, and reaches the changed KLTA after a certain period of time. The behavior of KL can be approximated by a first-order lag response system with respect to changes in KLTA. Therefore, if the current intake air amount (calculated value) is KLCRT, the KLCRT can be calculated from the values of the past intake air amount and the current KLTA using a temporary delay response model.
[0042]
That is, KLCRT can be expressed using the following temporary delay response equation.
KLCRT = KLCRT_i-1+ (KLTA-KLCRT_i-1) / N (2)
Here, KLCRT is the current intake air amount (calculated value), KLCRTi-1 is the intake air amount before the time Δt, and KLTA is the intake air in a steady state determined from the current throttle valve opening TA and the engine speed NE. It is a quantity (map value).
[0043]
N is a weighting coefficient, and is expressed as N = T / Δt using the time constant T of the first-order lag response and the above Δt. The time constant T is a value determined by the throttle valve opening TA and the engine speed NE, and can be obtained as a function of TA and NE in advance by experiments using an actual engine.
[0044]
In the present embodiment, the calculation of the above equation (2) is started using the initial value of KLCRT = KLTA at the time of starting the engine, and thereafter the calculation of the above equation (2) is repeated at every engine operating time Δt. The current intake air amount KLCRT is calculated as a result of the sequential calculation from the start. As apparent from the equation (2), when the engine steady operation (that is, operation with a constant KLTA) continues to some extent, the value of KLCRT coincides with KLTA.
[0045]
By the way, the KLCRT calculated by the above is the value of the current intake air amount. As described above, the intake air valve closing of each cylinder best reflects the air amount actually sucked into the cylinder. Therefore, in order to accurately calculate the intake air amount KL, it is preferable to calculate using the intake air amount when the intake valve is closed. On the other hand, since the current intake air amount KLCRT is calculated by approximating the response of the intake air amount with a first-order lag response system as shown in FIG. 2, it is the same if the KLTA is kept constant after the change. It is possible to predict the intake air amount at a time earlier than the present time (the time of KLCRT calculation) by further repeating the sequential calculation of equation (2) using the first-order lag response model. That is, after calculating KLCRT, if the calculation of equation (2) is performed once using the same KLTA value, the intake air amount after the lapse of Δt from the present is calculated, and the calculation of equation (2) can be repeated twice. For example, the intake air amount after the lapse of 2 × Δt is calculated. That is, if the time from the present (the time when KLCRT is calculated) until the intake valve of any cylinder is closed next is L, the calculated value of KLCRT is used as an initial value and the current KLTA is used to formula (2) By repeating this calculation L / Δt times, the intake air amount when one of the cylinders is closed next can be calculated.
[0046]
That is, the intake air amount KLFWD at the time of closing the intake valve of any cylinder does not change from the current value of the rotational speed NE and the throttle valve opening TA (that is, if the calculated air amount KLTA is constant). ) And can be predicted by performing the sequential calculation of equation (2) using the current NE and TA.
[0047]
By the way, the value of KLTA used in the above sequential calculation is a map value based on the current TA and NE. However, since the value of NE does not change greatly in a short time, the calculation is performed using the current rotational speed. However, the prediction accuracy does not decrease so much. However, the value of TA may change greatly in a short time during transient operation (during rapid acceleration or deceleration).
[0048]
Therefore, in order to improve the prediction accuracy of KLFWD, when calculating KLFWD from the current intake air amount KLCRT by the above-mentioned sequential calculation, the intake valve is not obtained based on the current value TA, but the calculated air amount KLTA. It is necessary to obtain KLTA based on the value of the throttle valve opening TA when the valve is closed (future throttle valve opening).
[0049]
Therefore, in the present embodiment, the throttle valve opening degree TA when the intake valve is closed is accurately predicted by the phase advance inverse calculation method proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-201998.
[0050]
In this embodiment, an electronically controlled throttle valve 5 that includes an independent actuator 5a and is not mechanically connected to an accelerator pedal is used. The ECU 30 reads the depression amount of the accelerator pedal from an accelerator opening sensor (not shown) arranged in the vicinity of the accelerator pedal at a fixed timing, determines the throttle valve target opening according to the accelerator pedal depression amount, An operation for controlling the throttle valve 5 to the target opening degree by driving the actuator 5a is performed.
[0051]
However, in the present embodiment, the ECU 30 further delays the output of the target opening calculated by a certain delay time D after setting the target opening TAG of the throttle valve based on the current accelerator opening, and after the delay time D has elapsed. The throttle valve that outputs the target opening degree TAG to the actuator 5a is delayed so that the actual throttle valve movement relative to the operation of the accelerator pedal is delayed by time D.
[0052]
Hereinafter, the reason why the operation of the throttle valve is delayed by the time D will be described.
FIG. 3A shows the relationship between the throttle valve target opening TAG and the actual change in the throttle valve opening. The throttle valve target opening degree TAG is set so as to change substantially simultaneously with the accelerator opening change even when the accelerator pedal depression amount (accelerator opening degree) AC of the driver changes suddenly. However, the actual throttle valve opening varies with a certain characteristic delay with respect to the target opening TAG due to the operation delay or control delay of the actuator 5a.
[0053]
That is, even when the target opening degree TAG (or the accelerator opening degree AC) changes abruptly as shown by the solid line in FIG. 3A, the actual throttle valve opening degree TA does not change with respect to the change of the TAG as shown by the dotted line. The change can be approximated with a first order delay. Since the operating characteristic of the throttle valve is known, for example, as shown in FIG.₀When the target opening changes stepwise and does not change thereafter, the actual throttle valve opening after the lapse of time L from the present time is calculated by, for example, the following sequential calculation using the same first-order lag approximation as shown in equation (2). It can be predicted accurately by doing.
[0054]
TA = TA_i-1+ (TAG-TA_i-1) / N (3)
Where TA is the current throttle valve opening, TA_i-1Is the throttle valve opening before time Δt, and TAG is the target throttle valve opening determined from the current accelerator opening. N is a weighting coefficient similar to that in the case of equation (2), and is expressed as N = T / Δt using a time constant T and Δt of the first-order lag response determined by the operating characteristics of the electronic throttle device.
[0055]
By using the above equation (3), the target opening is temporarily₀If the pressure changes to a step shape and is kept constant thereafter, the throttle valve opening degree TA after the elapse of the predetermined time L can be accurately obtained.
However, the change in the target opening degree TAG is not actually stepped, but at the time t₀After that, the target opening degree TAG continues to change. For this reason, time t₀If the throttle valve opening after the lapse of the time L is predicted based on the target opening TAG at, the change in the target opening TAG until the lapse of the time L is not reflected in the prediction at all, and the target opening TAG is particularly abrupt. In such a case, there is a problem that the accuracy of predicting the throttle valve opening is greatly reduced.
[0056]
Therefore, in the present embodiment, the throttle valve opening prediction accuracy is improved by intentionally delaying the operation of the throttle valve by the time D. FIG. 3B is a diagram showing a case where the operation of the throttle valve is delayed by time D with respect to FIG. The accelerator opening AC is now at time t_iWhen the change is started at the time t, the target opening degree TAG corresponding to the change in the accelerator opening degree AC is inputted to the actuator of the throttle valve, and the throttle valve starts operating at the time t._iWhen time D has elapsed from time t (FIG. 3 (B) t₀)become. At this time t₀Now, at time t_iThereafter time t₀The target opening degree TAG is already set and known. This means that time t₀, The time t₀To the future by time D (FIG. 3B, time t₁Until the change in the target opening TAG₀Will be known. For this reason, time t₀To time t₁The throttle valve opening until this time can be accurately predicted based on the operating characteristics of the throttle valve and the change in the target opening TAG.
[0057]
Therefore, the closing timing of a certain cylinder is₀In time D (ie, at time t in FIG. 3B)₁ In the earlier case), the throttle valve opening at the cylinder closing timing can be predicted with almost perfect accuracy. Also, the cylinder closing timing is t₁If later, at time t₁As a starting point, it is possible to predict the throttle valve opening degree when the intake valve is closed with extremely high accuracy by performing the same sequential calculation as that used in the above-mentioned KLCRT.
[0058]
Since the delay time is set to a short time (for example, about 20 to 100 milliseconds) so that the driver does not experience the delay in operation of the throttle valve, a delay in the operation of the throttle valve causes a problem in driving. Absent.
In the present embodiment, the change in the throttle valve opening TA until the intake valve close of the next cylinder is accurately predicted as described above, and the intake air amount is calculated from the predicted value and the current rotational speed NE using a map. Find the value KLTA. Further, the intake air amount KLFWD at the time of closing of the intake valve is predicted by performing the sequential calculation of the above-described equation (2) until the cylinder is closed using the KLTA and KCRT.
[0059]
As described above, in the present embodiment, the throttle valve target opening TAG at each time point is always prefetched so that the throttle valve opening after a predetermined time has elapsed from the present time (that is, when the intake valve of any cylinder is closed). TA is calculated, and the engine intake air amount is calculated based on the throttle valve opening TA.
[0060]
However, the throttle valve opening degree TA at the time of closing the intake valve obtained here is a value obtained by sequential calculation from the time of engine start and may include an error. Therefore, in the embodiment described below, a throttle valve opening predicted value TAEST (hereinafter referred to as a predicted value) using the current actual throttle valve opening TAS detected by the throttle sensor 50 provided in the vicinity of the throttle valve 5. For the sake of clarity, the calculation error is eliminated by correcting the throttle valve opening predicted value when the intake valve is closed is called TAEST).
[0061]
1. First embodiment
In this embodiment, the throttle valve opening predicted value TAEST calculated during engine operation is compared with the current actual throttle valve opening TAS detected by the throttle sensor 50, and the difference between them (absolute value of the difference) | If TAEST−TAS | is smaller than a predetermined determination value β, correction is performed to change the value of TAEST to TAS. The determination value β is a relatively small positive constant value.
[0062]
Here, the predicted value TAEST is a throttle valve opening obtained when the intake valve is closed for a predetermined time from the present, which is obtained by calculation. The detected value TAS is the current throttle valve opening detected by the throttle sensor 50, and represents the throttle valve opening at a time different from TAEST. For this reason, even if there is a large difference between the predicted value TAEST and the current detected value TAS, it is not abnormal.
[0063]
However, conversely, if there is no small difference between the future throttle valve opening predicted value TAEST and the current throttle valve opening detection value TAS, the current engine is in steady operation and the throttle valve opening remains at a predetermined time. It is thought that it is held constant until later.
That is, in this case, the difference between TAEST and TAS may be considered to be due to a calculation error of TAEST. Therefore, in this embodiment, in this case, the current throttle valve opening detected value is used as the predicted throttle valve opening TAEST when the intake valve is closed instead of the calculated value, and the intake air amount is predicted when the intake valve is closed. Calculate the value.
[0064]
Here, the value of the determination value β is a value corresponding to a change in the opening of the throttle valve that is small enough to ignore a change in the intake air amount due to a change in the opening of the throttle valve.
For example, since the predicted value TAEST is a calculated value, an error due to processing of the least significant bit (LSB) is included in the calculation. Further, since the predicted value TAEST is obtained by sequential calculation using the above-described equation (3), there is a possibility that the error of TAEST increases due to the accumulation of these errors. However, in the present embodiment, by utilizing the steady operation of the engine, it becomes possible to correct the predicted throttle valve opening calculated by calculation based on the current detected value of the throttle valve opening. It is possible to prevent the predicted throttle valve opening value from deviating from the true value due to the accumulation of.
[0065]
FIG. 4 is a flowchart for explaining the correction operation of the present embodiment. This operation is executed by the ECU 30 at regular time intervals.
4, when the operation starts, in step 401, the current actual throttle valve opening TAS is read from the throttle sensor 50, and in step 403, the predicted throttle valve opening value TAEST when the intake valve is closed is read.
[0066]
In step 405, it is determined whether or not the deviation between TAS and TAEST is smaller than a predetermined determination value β.
If | TAEST-TAS | <β in step 405, the deviation is small and the engine is in steady operation, and there is no change in the throttle valve opening from the present to the next intake valve closing. It is done. For this reason, in this case, the process proceeds to step 407, and correction for replacing the value of TAEST with TAS is performed. As a result, the corrected TAEST value (= TAS) is used for the calculation of the predicted intake amount when the intake valve is closed and the subsequent calculation of the predicted throttle valve opening after the next time. As described above, β is set to a small value that hardly causes a difference in the intake air amount even if TAEST and TAS are replaced, so that there is no problem in control.
[0067]
On the other hand, if | TAEST-TAS | ≧ β in step 405, the current engine is operating in a transient state and the change in the throttle valve opening from the present to the time when the intake valve is closed is large. Without doing so, the value of TAEST is maintained as it is.
As described above, the error included in the predicted value of the throttle valve opening is corrected each time the engine is operated in a steady state by performing the correction operation of FIG. 4, and the throttle valve opening can be accurately predicted. It becomes possible.
[0068]
(2) Second embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
Also in the present embodiment, the prediction value is corrected using steady operation of the engine as in the second embodiment. In the second embodiment, when the deviation between the predicted value and the detected value is equal to or smaller than the determination value, correction is performed by replacing the predicted value TAEST with the detected value TAS. As described above, the determination value in the second embodiment is set to a value that hardly causes a difference in the intake air amount even if TAEST is replaced with TAS. However, even in that case, the predicted value of the throttle valve opening suddenly changes from TASEST to TAS, and a slight stepwise change occurs in the intake air amount.
[0069]
Since the determination value β is set to a very small value, for example, when processing the least significant bit (LSB) of the TAEST value obtained by calculation or AD converting the TAS value detected by the throttle sensor 50 A deviation smaller than β may occur between TAEST and TAS depending on the resolution or the like. In such a case, if the TAEST value is uniformly replaced with TAS, the stepwise change in the intake air amount prediction value is repeated, which is not preferable.
[0070]
Therefore, in the present embodiment, when the difference between TAEST and TAS is smaller than the above-described determination value β and larger than the second determination value, the corrected value of TAEST is a value between TAEST and TAS before correction. The value of TAEST is corrected so that As a result, even when correction is performed, it is possible to correct an error included in the calculated value TAEST while suppressing a change in the predicted value TAEST of the throttle valve opening to a small value.
[0071]
FIG. 5 is a flowchart illustrating the correction operation according to the present embodiment. This operation is performed as a routine executed by the ECU 30 at regular intervals.
In the operation of FIG. 5, the current actual throttle valve opening TAS detected by the throttle sensor 50 and the predicted throttle valve opening value TAEST when the intake valve is closed are read in the same manner as in FIG. In steps 501 and 503) and step 505, it is determined whether or not the absolute value | TAEST-TAS | of the deviation between TAEST and TAS is smaller than the aforementioned determination value β.
[0072]
If | TAEST−TAS | <β in step 505, it is considered that the engine is currently in steady operation and the throttle valve opening is kept constant. Therefore, in step 507 and step 509, the predicted value TAEST Make corrections.
In the present embodiment, in step 507, the correction amount δ is set based on a predetermined relationship in accordance with the value of TAEST−TAS, and in step 509, the value of TAEST is corrected to TAS + δ. Is different.
[0073]
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the correction amount δ and TAEST−TAS = φ.
As shown in FIG. 6, the values of δ are ± β when φ = ± β and 0 when φ = ± γ, respectively, and linearly in the range of φ = γ to β or −γ to −β. In the range of | φ | ≦ γ, δ becomes 0. γ is a second determination value having a positive value smaller than β.
FIG. 7 is a diagram showing values of TAEST after correction and TAEST before correction when correction is performed using the correction amount δ of FIG. 6. The horizontal axis indicates TAEST before correction, and the vertical axis indicates after correction. The values of TAEST (= TAS + δ) are respectively shown.
[0074]
As shown in FIG. 7, when the value of TAEST before correction (horizontal axis) is TAEST = TAS ± β, TAEST is not corrected (TAEST = TAS + β) and is held at the same value before and after correction, but the value of TAEST However, in the range of γ <| TAEST-TAS | <β, as the value of | TAEST-TAS | approaches γ, the value of TAEST after correction becomes closer to the value of TAS than the value of TAEST before correction. In the range of TAS−γ ≦ TAEST ≦ TAS + γ, the value of TAEST coincides with TAS.
[0075]
As shown in FIG. 7, in the present embodiment, even when the value of | TAEST-TAS | is in the vicinity of a relatively large β, the change in the TAEST value before and after the correction is small, and the change in the predicted intake air amount due to the correction Becomes very gradual. In the region of | TAEST−TAS | ≦ γ, the value of TAEST changes by a maximum γ before and after the correction, but the second determination value γ is a value smaller than β, so the intake air amount by the correction The change in the predicted value is extremely small.
[0076]
In the present embodiment, as described above, when | TAEST−TAS | ≦ γ, correction is performed to change TAEST to TAS at once. However, as shown by the dotted lines in FIGS. It is also possible to set ≈0 so that the corrected value of TAEST is always between TAEST and TAS before correction until the deviation becomes substantially zero.
[0077]
As described above, according to the present embodiment, when the error included in the predicted value of the throttle valve opening is corrected, the error is corrected while preventing a sudden change in the predicted throttle valve opening value from occurring. Is possible.
[0078]
【The invention's effect】
According to the invention described in each claim, when calculating the throttle valve opening in the future for a predetermined time from the present, the error included in the predicted value of the throttle valve opening is corrected, and the throttle valve after the predetermined time has elapsed accurately There is an effect that makes it possible to predict the opening.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an embodiment in which the present invention is applied to an automobile internal combustion engine.
FIG. 2 is a diagram illustrating an intake air amount prediction method according to the present embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating an intake air amount prediction method according to the present embodiment.
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a method for correcting a predicted throttle valve opening.
FIG. 5 is a flowchart illustrating another example of a method for correcting a predicted throttle valve opening degree.
6 is a diagram for explaining a correction amount used in FIG. 5; FIG.
7 is a diagram showing a change in a predicted throttle valve opening before and after correction by the method of FIG.
[Explanation of symbols]
1 ... Internal combustion engine body
3 ... Intake passage
5 ... Throttle valve
5a ... Actuator
30 ... Electronic control unit (ECU)
50 ... Throttle sensor

Claims

現在のアクセルペダル操作量に基づいて、内燃機関のスロットル弁目標開度を設定し、実際のスロットル弁開度が前記目標開度になるように、予め定めた遅延時間経過後にスロットル弁の駆動を開始することにより、現在から所定時間経過後の将来におけるスロットル弁開度を予測するとともに、該予測スロットル弁開度に基づいて前記所定時間経過後の将来における機関吸入空気量予測値を算出する内燃機関の制御装置において、
現在の実際のスロットル弁開度を検出するスロットル開度検出手段と、
前記所定時間経過後のスロットル弁開度予測値と前記スロットル弁開度検出手段で検出した現在のスロットル弁開度検出値との相違が予め定めた判定値より小さい場合に、前記スロットル弁開度検出手段で検出した現在のスロットル弁開度検出値に基づいて前記所定時間経過後のスロットル弁開度予測値を補正する補正手段と、を備え、
前記補正手段は、前記所定時間経過後のスロットル弁開度予測値と現在のスロットル弁開度検出値との相違が前記判定値より小さい場合には、所定時間経過後のスロットル弁開度予測値として現在のスロットル弁開度検出値を用いる、内燃機関の制御装置。 Based on the current accelerator pedal operation amount, the throttle valve target opening of the internal combustion engine is set, and the throttle valve is driven after a predetermined delay time so that the actual throttle valve opening becomes the target opening. An internal combustion engine that predicts a future throttle valve opening after a predetermined time has elapsed from the start and calculates a predicted engine intake air amount after the predetermined time based on the predicted throttle valve opening. In the engine control device,
Throttle opening detection means for detecting the current actual throttle valve opening;
When the difference between the predicted throttle valve opening after the predetermined time has elapsed and the current throttle valve opening detection value detected by the throttle valve opening detection means is smaller than a predetermined determination value, the throttle valve opening Correcting means for correcting the predicted throttle valve opening after the predetermined time based on the current detected throttle valve opening detected by the detecting means ;
When the difference between the predicted value of the throttle valve opening after the lapse of the predetermined time and the current detected value of the throttle valve opening is smaller than the determination value, the correction means predicts the throttle valve opening after the lapse of the predetermined time. A control device for an internal combustion engine using the current detected value of the throttle valve opening.

現在のアクセルペダル操作量に基づいて、内燃機関のスロットル弁目標開度を設定し、実際のスロットル弁開度が前記目標開度になるように、予め定めた遅延時間経過後にスロットル弁の駆動を開始することにより、現在から所定時間経過後の将来におけるスロットル弁開度を予測するとともに、該予測スロットル弁開度に基づいて前記所定時間経過後の将来における機関吸入空気量予測値を算出する内燃機関の制御装置において、The throttle valve target opening of the internal combustion engine is set based on the current accelerator pedal operation amount, and the throttle valve is driven after a predetermined delay time so that the actual throttle valve opening becomes the target opening. An internal combustion engine that predicts a future throttle valve opening after a predetermined time from the present and calculates a predicted engine intake air amount after the predetermined time based on the predicted throttle valve opening. In the engine control device,
現在の実際のスロットル弁開度を検出するスロットル開度検出手段と、Throttle opening detection means for detecting the current actual throttle valve opening;
前記所定時間経過後のスロットル弁開度予測値と前記スロットル弁開度検出手段で検出した現在のスロットル弁開度検出値との相違が予め定めた判定値より小さい場合に、前記スロットル弁開度検出手段で検出した現在のスロットル弁開度検出値に基づいて前記所定時間経過後のスロットル弁開度予測値を補正する補正手段と、を備え、 When the difference between the predicted throttle valve opening after the predetermined time has elapsed and the current throttle valve opening detection value detected by the throttle valve opening detection means is smaller than a predetermined determination value, the throttle valve opening Correcting means for correcting the predicted throttle valve opening after the predetermined time based on the current detected throttle valve opening detected by the detecting means;
前記補正手段は、前記所定時間経過後のスロットル弁開度予測値と現在のスロットル弁開度検出値との相違が前記判定値より小さい場合には、補正後のスロットル弁開度予測値が、補正前のスロットル弁開度予測値と現在のスロットル弁開度検出値との間の値になるようにスロットル弁開度予測値を補正する、内燃機関の制御装置。When the difference between the predicted throttle valve opening value after the lapse of the predetermined time and the current throttle valve opening detection value is smaller than the determination value, the correcting means has a corrected throttle valve opening predicted value, A control device for an internal combustion engine, which corrects a predicted throttle valve opening value so as to be a value between a predicted throttle valve opening value before correction and a current detected throttle valve opening value.